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冯君1,孙巍巍2*,黄竞楠1,孙溪晨1,3,李一凡3,杜鲁飞2,付佳维3
FENG Jun1, SUN Weiwei2 *, HUANG Jingnan1, SUN Xichen1,3, LI Yifang3, DU Lufei2, FU Jiawei3
摘要: 微生物诱导碳酸钙沉积(Microbially Induced Calcite Precipitation, MICP)技术对岛礁工事钙质砂基层的原位建造固化效果显著,MICP固化钙质砂的动态力学特性与仿真模型是岛礁防护设计与毁伤评估的重要基础。对南海钙质砂开展MICP胶结试验,通过准静态单轴压缩、霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB)动态力学试验获得MICP固化钙质砂的应变率效应,基于微平面模型M7二次开发材料子程序VUMAT,标定其材料参数;对比钙质砂侵彻试验,数值模拟研究MICP固化对钙质砂抗侵彻性能的增益。研究研究表明:MICP固化钙质砂试样的单轴抗压强度为12.31 MPa,SHPB的应变率为426 s-1、1 150 s-1、1 712 s-1时,抗压强度的动态强度放大因子分别为1.117、1.485和1.828;应变率效应对M7本构模型仿真侵深影响约4.2%;相比钙质砂侵彻响应,MICP固化钙质砂的侵深减小40.11%,靶体静态阻力项均值从5.21 MPa提高到11.89 MPa,抗侵彻性能大幅度提升。研究结果可为强冲击载荷下岛礁工事的毁伤分析提供实验数据与仿真模型参考。
中图分类号: